在当今数字化时代，通信技术的飞速发展深刻改变着人们的生活和工作方式。从高速便捷的5G通信网络，到万物互联的物联网，这些先进的通信系统背后，射频信号测试起着至关重要的作用。示波器作为一种重要的测试测量仪器，在通信领域尤其是5G基站和物联网模块的射频信号测试中，扮演着不可或缺的角色。它能够精确地捕获、分析和测量射频信号的各种特性，为通信设备的研发、生产、调试和维护提供关键的数据支持，确保通信系统的性能和可靠性。
射频（RF）信号作为无线通信信息传输的载体，具备独特的频率特性与信号特征，其频率范围从300kHz延伸至300GHz，广泛覆盖众多通信应用场景。在通信系统中，射频信号承担着数据、语音、图像等各类信息的无线传输重任，为实现高效准确的信息传输，常采用幅度调制（AM）、频率调制（FM）、正交幅度调制（QAM）等多种调制方式，不同调制方式赋予射频信号不同特性，以适应复杂通信环境和业务需求。
示波器是能够直观显示电信号随时间变化波形的电子测量仪器，基于电子示波管的荧光屏成像机制工作。输入电信号作用于示波管垂直偏转板，使电子束垂直位移；与时间相关的扫描信号作用于水平偏转板，让电子束水平匀速扫描，从而在荧光屏呈现输入信号波形，方便使用者观察信号变化。在射频信号测试领域，示波器的高带宽特性可准确捕捉显示高频射频信号快速变化细节，像5G通信毫米波频段信号，只有高带宽示波器才能完整还原真实波形；高采样率保证单位时间内多次采样，精确重建复杂调制射频信号波形；丰富的触发功能，通过设置电平、边沿、脉宽等触发条件，能在复杂信号环境中捕获感兴趣特定信号事件，提升测试效率与准确性。
5G通信技术相比前代实现诸多突破，其基站射频信号也呈现独特特点。5G基站采用更高频段，包括Sub-6GHz频段和毫米波频段，毫米波频段带来丰富频谱资源，支持100MHz甚至更高的信号带宽，满足大数据量业务对高数据速率的需求。5G信号采用如256QAM等高阶调制技术，提高频谱效率的同时，使信号星座图更密集，对信号准确性和稳定性要求更高，微小干扰或失真都可能增加误码率。此外，5G基站射频信号拥有复杂帧结构和同步机制，灵活的帧结构设计搭配多种同步信号和参考信号，确保通信系统正常运行。
在5G基站发射机研发生产中，示波器用于全面细致测试分析输出射频信号。通过连接功率探头，可实时监测信号功率值并绘制变化曲线，评估发射机在不同工作条件下的功率稳定性。利用内置快速傅里叶变换（FFT）功能，能将时域射频信号转换为频域信号，分析频谱成分，测量信号带宽，检测杂散信号和谐波成分。对于复杂调制的5G信号，示波器可通过解调算法还原原始数字信号，以星座图展示评估调制信号质量，还能测量误差向量幅度（EVM），定量评估发射机调制性能。在5G基站接收机测试中，示波器同样关键。通过与信号发生器配合，可精确测量接收机灵敏度，评估不同环境下的接收能力。输入不同强度信号，监测接收机输出信号变化，能确定接收机的动态范围，使其适应不同信号强度环境。同时，通过输入目标信道信号和相邻信道干扰信号，监测接收机输出信号的误码率、EVM等指标，可测试接收机的邻道选择性，提高5G基站整体性能和可靠性。
物联网模块作为物联网设备通信关键部件，其射频信号也有自身特点。物联网模块常工作于多个频段，Sub-1GHz频段适合偏远地区低功耗、长距离通信设备，2.4GHz频段适用于对数据传输速度要求高的短距离通信设备。为满足物联网设备长时间电池供电需求，物联网模块射频信号具备低功耗特性，采用低功率发射模式和高效唤醒机制降低功耗。面对复杂电磁环境，物联网模块通过先进调制解调、信道编码、自适应滤波技术，以及优化天线设计、增加屏蔽措施等，提升抗干扰能力。
物联网模块应用多种无线通信协议，示波器在协议调试中发挥重要作用。调试蓝牙协议时，连接探头捕获射频、基带和控制信号波形，分析发射接收功率、调制方式，测量时序参数。调试Wi-Fi协议时，分析信号频谱特性，测量带宽等参数，检测干扰，在MIMO技术调试中监测多天线端口信号。对于ZigBee和LoRa等协议，可测量节点电流消耗分析功耗特性，调整信号参数评估通信距离和抗干扰能力，优化协议性能。
在通信领域，随着5G技术发展和物联网普及，示波器应用面临诸多挑战。通信技术演进使信号频率和带宽不断增加，5G毫米波频段信号要求示波器具备更高带宽和采样率，但提高过程中面临信号衰减、噪声干扰、高速数据处理等难题。同时，现代通信系统信号复杂性增加，多种复杂调制、编码和多天线技术的应用，要求示波器具备强大信号处理能力和智能分析算法，以准确解调信号、提取信息、识别定位问题。
